Motore Asincrono Come Freno - concetti teorici su energie dissipate

[gplombardi]

Ciao a tutti,scrivo in questa sezione perchè l'applicazione che ho realizzato è uno svolgitore ed ho notato che ci sono state molte discussioni a riguardo.

Premetto che in questo topic volevo chiarimenti circa la teoria del mio ragionamento e non tanto sulla funzionalità(che comunque sarà oggetto di un mio ulteriore post ) .

Lo svolgitore che ho modificato era passivo,realizzato con un freno a disco a comando pneumatico con regolatore di pressione manuale.

Visto la manutenzione eccessiva che richiedeva (pinze consumate e vari problemi di surriscaldamento dovuto alla dissipazione di parte dell'energia del traino successivo allo svolgitore).

Per cambiare sistema ho installato sull'albero un motore da 1,1 kw 900 giri ridotto con riduttore ad assi ortogonali,poi ho alimentato lo statore del motore con 24 VCC,realizzati con un trasformatore da 160VA,un ponte e un condensatore.La scelta del motore è dovuta solo al fatto che l'albero in uscita era della giusta dimensione per la mia applicazione ed inoltre l'avvolgimento di statore aveva una resistenza tale da permettermi di utilizzare il trasformatore scelto.

In questo modo ho creato un campo magnetico fisso,quando lo svolgitore comincia a muoversi,si creano correnti indotte causate dalla variazione di flusso..maggiore è il numero dei giri maggiore è la coppia frenante....bla bla bla,come tutti voi sapete succede in un motore asincrono.

Quello che mi chiedo io è:

Sono riuscito davvero a sfruttare dell'energia della macchina seguente per creare una forza maggiore dei 160 VA che gli fornisco con il trasformatore,oppure mi sono fatto un gran viaggio e quella potenza è quella effettiva che mi serve per frenare quindi con un motore da 200W e un inverter riuscirei a fare la stessa cosa (magari con risultati migliori).?

Grazie,ciao.

[Livio Orsini]

Sono riuscito davvero a sfruttare dell'energia della macchina seguente per creare una forza maggiore dei 160 VA che gli fornisco con il trasformatore,oppure mi sono fatto un gran viaggio e quella potenza è quella effettiva che mi serve per frenare quindi con un motore da 200W e un inverter riuscirei a fare la stessa cosa (magari con risultati migliori).?

Scusa, non te ne avere a male, ma quello che hai fatto è una gran porcata! Quel povero motore rischia di distruggersi in poco tempo.

Leggi la risposta di Maggi in una recente discussione sulla frenatura con iniezione di corrente pulsante in un motore ac., tichiarirà meglio i rischi a cui vai incontro.

Per venire alla tua doamda finale.

Il dimensionamento di un motore, non è una faccenda esoterica. Ai tratta di applicare correttamente le leggi elementari della meccanica e dell'elettrotecnica.

Conoscendo:

• diametro minimo e massimo
• rapporto di riduzione
• tipo di trasmissione
• tensione del materiale
• tempi di accelerazione
• velocità lineare massima

si calcola la coppia massima e la velocità massima del motore.

Relativamente al tipo di motore.

Se motorizzi un aspo svolgitore con un motore asincrono comandato da inverter, significa che per il 90%, o più, del tempo il motore andrà a scaldare il gruppo di frenatura dell'inverter.

L'adozione di azionamenti in ac per aspi ha senso se, e solo se, si ha un avvolgitore o si può lavorare contemporaneamente con un avvolgitore ed uno svolgitore. Ovviamente in questo caso è necessario che i DC bus dei due inverter siano in comune.

Quando si ha uno svolgitore che lavora per conto suo, l'azionamento migliore è ancora il vecchio e robusto convertitore totalcontrolalto a SCR accoppiato ad un motore in cc. Così tutta l'energia, che il motore genera lavorando da freno, viene recuperata in rete.

[gplombardi]

Ciao Livio,grazie per aver risposto.Ho cercato il thread che mi hai segnalato,ma ne ho trovato solo uno che parlava del problema del distacco del rotore dall'albero.

Questo può succedere però se la coppia richiesta al motore è superiore a quella nominale.

Inoltre la corrente che erogo non è pulsante ,ma continua,come se un inveter avesse come frequenza di riferimento 0Hz.Ho scelto quel motore perchè a 0Hz,la sua impedenza,ovvero la sua resistenza elettrica,mi permetteva di alimentarlo a 150 VA.

Quello che però mi premeva di più capire,aldilà dell'errata applicazione dello stesso, è se con questo sistema sto recuperando parte dell'energia erogata dal traino a valle oppure no.

Mi interessa inoltre il discorso sui Bus DC:il collegarli assieme (all'interno di questa linea ne ho che si occupano di diverse mansioni) porterebbe ad un risparmio energetico? solo nel caso in cui alcuni di essi forzassero il motore a rallentare in tempi inferiori a quelli di inerzia?

Scusa se faccio confusione,spero che tu mi possa chiarire un attimo il concetto,grazie.

[Livio Orsini]

..ma ne ho trovato solo uno che parlava del problema del distacco del rotore dall'albero.

Si la discussione è quella; il distacco del rotore è l'inconveniente limite a cui potrebbe portare quel tipo di applicazione.

Non c'entra la coppia richiesta. Se tu leggi attentamente la rispsota di Mario Maggi capisci anche il perchè.

Con questo modo non si recupera niente. Va tutto disperso in calore (effetto Joule se preferisci). Qulache cosa dovrà pur dissipare il calore generato, questo qulche cosa è per l'appunto il rotore del motore. La frenatura con iniezione di tensione pulsante è un'operazione permessa per brevi periodi, ad intermittenza e non in servizio continuo come nel tuo caso.

Inoltre la corrente che erogo non è pulsante ,ma continua,come se un inveter avesse come frequenza di riferimento 0Hz....

Un inverter non eroga mai tensione a frequenza zero! Poi come fai a generare tensione continua? Raddrizzi e filtri? Come filtri? Avrai al più una base continua con sovrapposto un bel ripple!

..se con questo sistema sto recuperando parte dell'energia erogata dal traino a valle oppure no.

Non recuperi nulla, scaldi solo il rotore del motore, tanto vale metterci un freno meccanico oppure uno di quei vecchi dispositivi a correnti parassite (credo si chiamassero Dylquist, ma non ne sono sicuro) che si usavano come freni per gli svolgitori, oppure un freno a polveri magnetiche.

Questi dispositivi, almneno, sono stati progettati e costruiti proprio per quel lavoro.

Mi interessa inoltre il discorso sui Bus DC:il collegarli assieme.....

Da non fare assolutamente! Solo se lìinverter è stato appositamente progettato e costruito per questo tipo di applicazioni è possibile, ma questo te lo dice il manuale d'istruzione dell'inverter.

Per fermare un motore, ed il suo carico, in tempi inferiori al tempo dovuto all'inerzia è necessario costringere il motore ad erogare una coppia negativa; in altri termini a comportarsi da generatore.

Per un azionamento in continua, quattro qudranti, è una condizione naturale. Quando il motore è trascinato genera energia che sarà recuperata in rete.

Anche nel caso di un azionamento in alternata l'energia può essere recuperata in rete. In genere azionamentoi che sono in grado di farlo, visto il loro costo, sono applicati ad utenze con potenze rilevanti.

Nei noirmali inverter per comando motori, se si richiedono frenature rapide, si adottano gruppi di frenatura costituiti da un chopper a semiconduttore che inserisce un resistore sul DC bus, quando la tensione dello stesso supera una soglia predeterminata. Quindi l'energia generata dal motore, usato come freno, scalda un rsistore.

Alcuni azionamenti, per esempio per applicazioni nel tessile, sono appositamente previsti per lavorare con il DC bus in comune. In questo caso, se ci sono motori che rigenerano, contribuiscono ad alimentare i motori che la vorano da motori. Lo scopo principale, però, non è questo. Un'architettura di questo tipo permette, in caso di mancanza rete, una fermata coordinata di tutti i motori, evitando di danneggiare il prodotto. Questo è lo scopo principale di queste architetture.